【C++学习笔记】数据结构与算法——设计双链表

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题目：设计双链表

C++代码实现

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题目：设计双链表

题目来源：https://leetcode.cn/leetbook/read/linked-list/fabl3/

题目内容：

• 你可以选择使用单链表或者双链表，设计并实现自己的链表。
• 单链表中的节点应该具备两个属性：val 和 next 。val 是当前节点的值，next 是指向下一个节点的指针/引用。
• 如果是双向链表，则还需要属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点下标从 0 开始。

实现 MyLinkedList 类：

•  MyLinkedList() 初始化 MyLinkedList 对象。
•  int get(int index) 获取链表中下标为 index 的节点的值。如果下标无效，则返回 -1 。
•  void addAtHead(int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中第一个元素之前。在插入完成后，新节点会成为链表的第一个节点。
•  void addAtTail(int val) 将一个值为 val 的节点追加到链表中作为链表的最后一个元素。
•  void addAtIndex(int index, int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中下标为 index 的节点之前。如果 index 等于链表的长度，那么该节点会被追加到链表的末尾。如果 index 比长度更大，该节点将 不会插入 到链表中。
•  void deleteAtIndex(int index) 如果下标有效，则删除链表中下标为 index 的节点。

C++代码实现

 head为虚拟头结点，head->next为第一个头结点。

class MyLinkedList {
private:
    struct node{
        int val;
        node *pre;
        node *next;
        node(int _val){
            val = _val;
            pre = nullptr;
            next = nullptr;
        }
    };
    int size;
    node *head;
public:
    MyLinkedList() {
        size = 0;
        head = new node(0);
    }

    int get(int index){
        if(index < 0 || index >= size)
            return -1;
        node *cur = head->next;
        while(index--)
            cur = cur->next;
        return cur->val;
    }

    void addAtHead(int val){
        node *newnode = new node(val);
        if(head->next)
            head->next->pre = newnode;
        newnode->next = head->next;
        newnode->pre = head;
        head->next = newnode;
        size++;
    }

    void addAtTail(int val){
        node *cur = head;
        node *newnode = new node(val);
        while(cur->next)
            cur = cur->next;
        cur->next = newnode;
        newnode->pre = cur;
        newnode->next = NULL;
        size++;
    }

    void addAtIndex(int index,int val){
        if(index <= 0)
            addAtHead(val);
        else if(index == size)
            addAtTail(val);
        else if(index > size)
            return;
        else{
            node *cur = head->next;
            node *newnode = new node(val);
            while(index--)
                cur = cur->next;
            newnode->next = cur;
            newnode->pre = cur->pre;
            cur->pre->next = newnode;
            cur->pre = newnode;
            size++;
        }
    }

    void deleteAtIndex(int index){
        if(index < 0 || index >= size)
            return;
        node *cur = head->next;
        while(index--)
            cur = cur->next;
        if(cur->next){
            cur->next->pre = cur->pre;
            cur->pre->next = cur->next;
        }else{
            cur->pre->next = nullptr;
        }
        delete cur;
        size--;
    }
};

/**
 * Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:
 * MyLinkedList* obj = new MyLinkedList();
 * int param_1 = obj->get(index);
 * obj->addAtHead(val);
 * obj->addAtTail(val);
 * obj->addAtIndex(index,val);
 * obj->deleteAtIndex(index);
 */